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“碳中和”有利于全球气候改善,CO2的资源化利用成为研究重点。
(1)二氧化碳加氢合成二甲醒的反应包括三个相互关联的反应过程:
i.CO2 (g)+3H2(g )⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.01kJ•mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.17kJ•mol-1
iii.2CH3OH(g )⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH3=-24.52kJ•mol-1
①写出CO2和H2生成CH3OCH3的热化学方程式为
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol
2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol

②在压强3.0MPa,
n
H
2
n
C
O
2
=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2的物质的量占消耗CO2总的物质的量的百分比)。

当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大
温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大
。根据图中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为
6%
6%

(2)CH4--—CO2重整制H2的过程为:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。发生的副反应为(1)中ii.在刚性密闭容器中,进料比
n
C
O
2
n
C
H
4
分别等于1.0、2.0,且起始时压强相同。平衡时甲烷的质量分数与温度的关系如图2所示:
①曲线a的进料比为
1.0
1.0

②有利于提高CO2平衡转化率的措施是
增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物
增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物
。(写出两条)。
③M点CH4的平衡转化率为85%,CO2的平衡转化率为88%,则副反应的压强平衡常数Kp=
0.26
0.26
(保留2位有效数字)。(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)

【答案】2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.54kJ/mol;温度超过290℃时,以反应ii为主,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大;6%;1.0;增大甲烷的投料、高温、低压或及时移走产物;0.26
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:66引用:2难度:0.7
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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